13 - sistema visivo Flashcards
caratteristiche delle onde elettromagnetiche
- lunghezza d’onda
- ampiezza
- frequenza (maggiore è la frequenza, maggiore è l’energia)
spettro visibile
piccolissima parte dello spettro elettromagnetico che corrisponde alle lunghezze d’onda a cui gli esser umani sono sensibili (tra i 400 nm e i 700 nm)
come avviene la messa a fuoco e quali diversi meccanismi di essa esistono
per poter vedere le immagini in maniera nitida, è necessario che la luce riflessa degli oggetti che guardiamo sia messa a fuoco in maniera precisa sulla superficie della porzione sensibile (retina).
- occhio composto (insetti)–> tubi lunghi e stretti che fanno arrivare la luce perpendicolarmente alla superficie dell’occhio
- modello scatola magica (animali molto semplici)
- modello a fotocamera –> lente modificabile nella forma che permette la messa a fuoco; negli occhi più sofisticati si trova anche il diaframma, che serve a controllare la quantità di luce che entra
sclera
corrisponde al bianco dell’occhio ed è una membrana piuttosto resistente che circonda tutto l’occhio. Nella porzione anteriore, la sclera diventa trasparente per permettere alla luce di passare. (cornea)
sclera
corrisponde al bianco dell’occhio ed è una membrana piuttosto resistente che circonda tutto l’occhio. Nella porzione anteriore, la sclera diventa trasparente per permettere alla luce di passare. (cornea)
cornea
parte anteriore della sclera, che è trasparente per permettere il passaggio della luce verso l’interno, al fine della formazione dell’immagine.
La cornea non è irrorata dai vasi sanguigni, altrimenti non potrebbe essere completamente trasparente, ma riceve nutrimento da un liquido detto umor acqueo.
cristallino e la sua accomodazione
completa il processo di messa a fuoco della luce (iniziato dalla cornea) sulla retina, cambiando forma grazie ai muscoli ciliari, che rendono possibile il processo di accomodamento (piatto, rilassato per oggetti lontani e curvo, contratto per oggetti vicini)
pupilla e riflesso pupillare
apertura circolare posta tra la cornea e il cristallino che, a seconda dell’intensità della luce a cui è esposta, diventa più ampia (nella luce fioca) o più piccola (nella luce viva), così da assicurare il passaggio di un’adeguata quantità di luce sufficiente a mantenere la qualità dell’immagine–> riflesso pupillare alla luce, risposta controllata da centri del tronco dell’encefalo che ricevono informazioni dalla retina.
iride
L’iride (che dà il colore degli occhi) è un muscolo circolare che controlla l’apertura della pupilla.
umor vitreo
(o corpo vitreo) riempie la parte più consistente dell’occhio, che con la sua pressione positiva mantiene la forma sferica dell’occhio.
fotorecettori della retina
sono di 2 tipi:
- bastoncelli–> visione notturna e immagini in scala di grigi
- coni–> visione diurna, immagini colorate e ad alta risoluzione
epitelio pigmentato
tessuto di colore scuro che tappezza il fondo dell’occhio e che ha due funzioni:
- impedisce la riflessione della luce che non è stata catturata dai fotorecettori evitando che sia riflessa nuovamente sull’occhio, sfuocando l’immagine;
- nutre i fotorecettori e serve alla sintesi dei loro foto-pigmenti, che assorbono la luce.
fovea
piccola regione al centro della macula (zona deputata alla visione centrale) ricca di fotorecettori (soprattutto coni), numerosissimi e ammassati, che permettono una buona risoluzione (ragione per cui gli oggetti che proiettiamo sul centro della retina sono più definiti di quelli che vengono proiettati sulla periferia della retina)
interneuroni della retina
- cellule bipolari
- cellule orizzontali
- cellule amacrine
- cellule gangliari
dato che i fotorecettori si trovano sul fondo assoluto della retina, in che modo è possibile il passaggio della luce?
1) assoni delle cellule della retina sono amielinici (diventano mielinici in corrispondenza del nervo ottico)–> offrono poca resistenza al passaggio della luce
2) nella fovea ( zona di maggior acuità visiva), i corpi cellulari degli inter neuroni sono spostati lateralmente–> assoni delle cellule gangliari devono cambiare direzione per uscire dall’occhio
disco ottico
(macchia cieca/punto cieco) parte della retina in cui il nervo ottico lascia l’occhio, e dunque siamo privi di fotorecettori, quindi ciechi agli stimoli ( qui circolano anche i capillari che alimentano l’occhio e la retina)–> cervello lo riempie automaticamente, dunque non percepiamo punto cieco
distribuzione dei fotorecettori sulla retina
- centro –> maggiormente coni
- periferia–> maggiormente bastoncelli (man mano che ci si allontana diminuisce il numero di recettori e aumenta il grado di convergenza, ossia di neuroni che convergono alla stessa cellula gangliare)
in che modo è resa possibile la visione in scarse condizioni di luce
- sono in grado di captare luce non diretta assialmente,
- hanno maggiori quantità di foto-pigmento,
- hanno un grado maggiore di amplificazione durante la trasduzione,
- hanno un grado di convergenza più elevato con le cellule gangliari,
- hanno una bassa risoluzione temporale (rimangono eccitati più a lungo, 100ms i bastoncelli, 20ms i coni).
potenziale di membrana della retina al buio e alla luce
buio–> -30mV
luce–> -60 mV–> iperpolarizzazione avviene in seguito alla chiusura dei canali del sodio (aperti in assenza di stimolazione)
sezioni che compongono recettori
- segmento esterno (contiene dischi e fotopigmento)
- segmento interno (soma)
- terminazione sinaptica
dischi dei fotorecettori
- -> nei bastoncelli: veri e propri organuli che galleggiano nel citoplasma
- -> nei coni: introflessioni della membrana plasmatica.
fototrasduzione nei bastoncelli
effettuata da una proteina di membrana dei dischi, la rodopsina, a cui si lega un pigmento, una molecola chiamata retinale
Retinale–> deriva dalla vitamina A ed è in grado di cambiare conformazione se colpito da un fotone di luce (si presenta in due forme isomeriche)–> quando è colpito dalla luce l’isomero 11-cis, si trasforma nell’isomero tutto-trans.
Questa trasformazione causa un cambiamento nei legami che il retinale forma con l’opsina, la quale viene attivata. Il processo è analogo a quello che accade per i recettori accoppiati a proteina G.
passaggi del processo di foto-trasduzione nei bastoncelli
1) pigmento (RETINALE) si lega ad una proteina di membrana (RODOPSINA)
2) rodopsina attiva proteina G dei fotorecettori (TRASDUCINA)
3) trasducina agisce su una cascata del II messaggero (GMPc–> guanosin monofosfato ciclico, non AMPc!!)
4) attivazione della trasducina attiva enzima FOSFODIESTERASI
5) fosfodiesterasi converte GMPc–>GMP (non ciclico)
Quindi, la cascata di eventi scatenata dall’attivazione del retinale porta alla sottrazione di secondo messaggero (anziché alla sua produzione come nelle sinapsi).
Se il GMPc viene sottratto, i canali si chiudono e la cellula si polarizza (–60 mV). –> fotorecettori a riposo con la luce, si attivano con il buio
retinale
pigmento che deriva dalla vitamina A e che cambia conformazione quando colpito dalla luce (due forme isomeriche):
- buio–> isomero 11-cis
- luce—> isomero tutto-trans
Questa trasformazione causa un cambiamento nei legami che il retinale forma con l’opsina, la quale viene attivata.
zone binoculare e monoculari
binoculare–> zona sovrapposizione capi visivi sx e dx, molto ampia
monoculari–> zone laterali dei rispettivi campi visivi, più ristrette
un che modo avviene il chiasma ottico
gli oggetti del campo visivo dx vengono proiettate sulle emiretine sx dei due occhi–> nervo dell’ emiretina sx dell’occhio sx prosegue nel proprio emisfero, mentre l’emiretina sx dell’occhio dx decussa, passando anch’essa all’emisfero sx
zone principali dell’encefalo a cui proietta il nervo ottico
- nucleo genicolato laterale
- nucleo pretettale
- collicoli superiori
nucleo genicolato laterale
(90% delle fibre) nucleo del talamo la cui funzione principale è l’elaborazione delle informazioni visive provenienti dalla retina
da qui partono le fibre chiamate radiazione ottica che proiettano all’area visiva primaria V1–>secondarie V2, V3, V4…–>aree associative visive (trasmissione può avvenire anche in senso contrario)
nucleo pretettale
ha la funzione del controllo dei riflessi pupillari agli stimoli luminosi
collicolo superiore
sezione del tetto del mesencefalo (tetto ottico) che è principale responsabile della deviazione degli occhi e del capo verso uno stimolo visivo (presenta una rappresentazione topografica dei vari punti della retina, simile a quella che si trova nella corteccia visiva primaria)–>il sistema, dunque, è organizzato in modo tale che un movimento nella periferia del campo visivo, un suono improvviso, o qualcosa che ci tocca, determina la cattura automatica dell’attenzione visiva.
tipologie di cellule gangliari e come sono distribuite nel NGL
cellule M (magnae)--> trasmettono informazioni sul movimento e sulle caratteristiche globali cellule P (parvae)--> trasmettono informazioni sul colore e sui dettagli della forma cellule nonM- nonP--> (5%) come le cellule P, trasmettono principalmente informazioni sul colore
Nel nucleo genicolato laterale si distinguono sei strati principali:
- le prime due contengono cellule magnocellulari
- le altre quattro contengono cellule parvocellulari
corteccia striata e che cellule la caratterizzano
(area visiva primaria). che si trova in gran parte all’interno della scissura interemisferica, popolata da “cellule semplici”, ognuna delle quali risponde ad orientamenti leggermente differenti
moduli corticali
moduli della corteccia visiva composti da
- colonne di dominanza oculare (occhio dx/sx)
- colonne di orientamento (rispondono a specifici orientamenti)
poste in maniera perpendicolare
Ce ne sono circa un migliaio ed hanno una dimensione di circa 2 x 2 mm. Ogni punto del campo visivo è analizzato da un modulo corticale. –> Danni ad un modulo corticale lasciano un punto cieco nel campo visivo.
corteccia extrastriata
corteccia delle aree visive secondarie, dove le diverse caratteristiche (forma, colore, movimento) che hanno viaggiato in modo separato dalla retina alla V1 sono ri-assemblate a formare i percetti.
V2–>sensibilità alla lunghezza, all’inclinazione, al colore, alla direzione di movimento, alla frequenza spaziale, ai contorni illusori
V3–>direzione di movimento, orientamento, colore ma anche alla disparità binoculare
V4–> all’inclinazione, alla lunghezza, alla frequenza spaziale e, talvolta, alla direzione di movimento
V5–>MT (area temporale mediale) specializzata nell’analisi dell’informazione relativa al movimento degli oggetti
Le diverse aree visive sono interconnesse tra di loro e con altre aree corticali come la corteccia parietale e la corteccia inferotemporale
via dorsale e ventrale
- La via dorsale (dal lobo occipitale verso quello parietale) serve all’analisi del movimento (via del “dove”);
- La via ventrale (dal lobo occipitale verso quello temporale) serve al riconoscimento degli oggetti (via del “cosa”).
